清华大学材料学院李正操

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李正操，清华大学材料科学与工程学院教授，主要研究方向主要为材料辐照效应及应用、核材料的寿命与安全。2009年获清华大学学术新人奖，2010年入选北京市科技新星计划，2011年入选教育部新世纪人才计划，2012年入选清华大学221人才计划，2013年入选国际辐照损伤机制委员会委员。现为国际（核电厂）维护科学与技术大会主席、CNPEC国际顾问委员会委员、国家核电厂安全及可靠性工程技术研究中心技术委员会委员。


李正操教授、博士生导师
【联系方式】
电子邮件：zcli@tsinghua.edu.cn
办公室：逸夫技术科学楼2308
联系电话：62772233

教育背景
1994－1999：清华大学材料科学与工程系，获工学学士学位
1999－2003：清华大学材料科学与工程系，获工学硕士、工学博士学位

工作履历
2003－2006：日本东京大学量子工程与系统科学系，助理教授
2006－：清华大学材料科学与工程系（现材料学院），讲师、副研究员、教授

学术兼职
Member, International Group on Radiation Damage Mechanism

研究领域
材料辐照效应及应用、核材料寿命与安全

奖励与荣誉
清华大学221人才，2012
教育部新世纪人才，2011
北京市科技新星，2010
清华大学学术新人奖，2009

xiaoshoubuyi

国产RPV钢铁离子辐照脆化行为的正电子湮灭研究

张天慈1,2, 王海涛1, 李正操2, SCHUT Henk3, 张征明1, 贺铭4, 孙玉良1

1 清华大学核能与新能源技术研究院高温堆总体室 先进反应堆工程与安全教育部重点实验室 先进核能技术协同创新中心 北京 100084

2 清华大学材料学院先进材料教育部重点实验室 北京 100084

3 Department of Radiation Science and Technology, Delft University of Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, Netherlands

4 上海电气核电设备有限公司 上海 201306

Positron Annihilation Investigation of Embrittlement Behavior in Chinese RPV Steels after Fe-Ion Irradiation
Tianci ZHANG1,2, Haitao WANG1, Zhengcao LI2(), Henk SCHUT3, Zhengming ZHANG1, Ming HE4, Yuliang SUN1
1 Collaborative Innovation Center of Advanced Nuclear Energy Technology, Key Laboratory of Advanced Reactor Engineering and Safety of Ministry of Education, Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
2 Key Laboratory of Advanced Materials (MOE), School of Materials Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
3 Department of Radiation Science and Technology, Delft University of Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, Netherlands
4 Shanghai Electric Nuclear Power Equipment Co., Ltd., Shanghai 201306, China


摘要:

选取服役于我国高温气冷示范电站的反应堆压力容器(reactor pressure vessel,RPV)钢A508-3和纯Fe,采用3 MeV铁离子进行高温(250 ℃)与室温(约25 ℃)辐照,辐照损伤分别达0.1、0.5和1.0 dpa,对样品分别进行正电子湮灭和纳米压痕硬度研究。结果表明,辐照会使材料内部产生缺陷,这种缺陷以空位型缺陷和溶质原子团簇缺陷为主。且高温辐照产生的缺陷密度低于室温辐照,其中高温的退火效应使材料内部缺陷发生一定程度的回复。辐照后RPV钢和纯Fe都产生了一定程度的硬化,硬化程度随辐照损伤的增加而增高。对于RPV钢,高温辐照比室温辐照使材料内部产生更少的空位型缺陷和更多的溶质原子团簇型缺陷,因而RPV钢的辐照硬化可能主要是由溶质原子团簇型缺陷引起的。

基金资助:国家重点研发计划项目No.2017YFB0702200

wumian

近日，日本东京大学公布了新当选东京大学工学部会士（Fellow）名单，清华大学材料学院李正操教授与美国普林斯顿大学Masaaki Yamada教授及法国萨瓦大学Adrien Badel教授当选东京大学工学部会士（Fellow）。
        7月1日，东京大学线上举办“清华大学李正操教授东京大学工学部Fellow颁授仪式暨纪念讲座”。东京大学副校长Naoto Sekimura教授、校长助理Satoshi Watanabe教授、工学部部长Takao Someya教授、核工程与管理系主任Kenichi Ishikawa教授、核学院（Nuclear Professional School）院长Hiroaki Abe教授及师生代表60余人出席。颁授仪式暨纪念讲座由核工程与管理系主任Kenichi Ishikawa教授主持。
         颁授仪式暨纪念讲座上，东京大学副校长Naoto Sekimura教授致辞并祝贺李正操教授当选东京大学工学部Fellow，东京大学工学部部长Takao Someya教授向李正操教授颁授Fellow纪念奖牌。李正操教授致答谢词，并做题为“核能系统关键材料及其服役行为（Key Materials and Their Service Behaviors in Nuclear Energy System）”的专题讲座。
          东京大学工学部会士（Fellow，School of Engineering，The University of Tokyo）授予在工学领域的学术和教育方面取得杰出成就，并在与东京大学工学部的交流与合作中做出显著贡献的外籍教授。
          李正操教授，1994年考入清华大学，2003年获博士学位，同年受聘东京大学助理教授，2006年回母校清华大学工作，现为材料学院副院长、未央书院副院长。作为主要完成人获两项北京市教育教学成果奖，并一直致力于材料辐照效应、核能材料与系统安全等的研究工作。曾任国际核能维护科学与技术大会（ICMST）主席，现为中国能源研究会核能专业委员会副主任委员、国际辐照损伤机制委员会（IGRDM）委员、国家核电厂安全及可靠性工程技术研究中心技术委员会委员。

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近期，清华材料学院李正操教授课题组，集成电路学院唐建石、吴华强教授课题组与中科院苏州纳米所李清文研究员课题组合作完成的论文《基于后道CNT/IGZO CFET逻辑与模拟型RRAM的单片三维集成混合存算一体架构》（A Hybrid Computing-In-Memory Architecture by Monolithic 3D Integration of BEOL CNT/IGZO-based CFET Logic and Analog RRAM）在2022年微电子器件领域顶级会议——国际电子器件会议（IEEE International Electron Devices Meeting, IEDM）上获得IEEE Brain最佳论文奖 (IEEE Brain Best Paper Award)。

        该获奖论文提出了一种基于新型混合内存计算架构的单片三维集成芯片，可显著提高芯片的能效和速度，为人工智能（AI）、高性能计算（HPC）等应用提供了颇有竞争力的技术方案。在图像超分辨率任务演示的性能评估中，该论文提出的芯片架构相对于传统二维芯片具有近50倍的速度优势。
       人工智能的快速发展对芯片的算力与能效提出了越来越高的要求。在过去几年中，基于新型存储器（如阻变存储器RRAM，也称忆阻器）的存算一体技术取得了巨大进展，模拟型RRAM阵列可以基于基尔霍夫定律和欧姆定律以极高的效率执行矩阵-向量乘法（MVM）运算，可大大加速神经网络计算，其能效相比于传统计算硬件可高出几个数量级。
        然而，实际神经网络的计算还包含除MVM之外的许多其他操作，如逻辑、缓存、激活函数（如ReLU）和重排等，目前无法在RRAM阵列上有效执行，尽管这些操作可以使用硅CMOS电路实现，但这部分电路会占用很大一部分芯片面积（尤其是用于缓存的SRAM），大大降低基于RRAM的存算一体芯片的整体面积效率。此外，RRAM阵列和缓存之间需要通过总线进行的频繁数据传输，有限的带宽也会导致显著的延迟，限制计算的并行度。
        为了解决这一挑战，该论文提出了一种基于单片三维集成的混合存算一体架构，实现了硅CMOS逻辑层、基于RRAM的存算一体层和基于碳纳米管（CNT）/氧化铟镓锌（IGZO）互补场效应晶体管（CFET）的近存计算层的片上垂直堆叠，通过高密度层间通孔（ILV）提供的超高带宽优势，可以高效地实现大规模复杂神经网络运算。此外，该论文利用后道兼容低温工艺首次实现基于CNT/IGZO的后道CFET结构，以此为基础单元实现后道CMOS近存计算功能层，实现神经网络层之间的缓存和逻辑运算。
       材料学院2020级博士生安然和集成电路学院2019级博士生李怡为该论文共同第一作者，集成电路学院唐建石副教授、吴华强教授与材料学院李正操教授为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金、北京市科技计划、北京市集成电路高精尖创新中心、清华大学-浙江德清材料设计与产业创新联合研究中心等的支持。
       IEEE Brain Initiative成立于2015年，旨在创建一个促进跨学科的合作和协调的技术社区，推动研究、标准化以及工程技术的发展，提高我们对于大脑的理解，促进疾病治疗和人类状态改善。